Устройство для измерения абсолют-ных коэффициентов отражения

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 06.02,79 (21) 2724464/18-25 (51)М. Кл. с присоединением заявки Но -(23) Приоритет -С 01 М 21/55 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В,И Лонецких и В.В.СоболевИнститут прикладной физики АН Молдваа 2 й"ССР-(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АБСОЛЮТНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ОТРАЖЕНИЯИзобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для автоматического измерения спектрального распределения абсолютного коэффициента зеркальногоотражения различных объектов при комнатной и низких температурах в широкой спектральной области.Известно устройство для измеренияабсолютных коэффициентов отражения,содержащее источник света, оптическуюсистему для формирования двух световых каналов, включающую вспомогательные плоские, вогнутые зеркала и оптические зеркальные коммутаторы, фотоприемник (.1 1,Однако это устройство довольносложно, имеет недостаточную точность,поскольку требует периодического перемещения исследуемого образца,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для измерения абсолютных коэффициентов отражения, содержащее источник света, оптическуюсистему для формирования двух световых каналов, разделенных во времении включающих синхронно подвижные зеркала, фотоприемник 21.Недостатком известного устройстваявляются большие энергетические потери из-эа наличия шести вспомогательных отражений в каждом световом канале, отсутствие полной идентичностисветовых пучков в этих каналах (поинтенсивности), обусловленное разницей в величинах рабочих площадок оптических элементов световых каналов.Это не дает возможность его использования для точных измерений, особеннов ультрафиолетовой области спектра,где абсолютный коэффициент отраженияоптических элементов мал.Цель изобретения - повышение точности измерения абсолютного коэффици ента отражения в .широкой спектральнойобласти.Эта цель достигается тем, что вустройстве, содержащем источник света, оптическую систему для формирова ния двух световых каналов, разделенных во времени и включающих синхронноподвижные зеркала, Фотоприемник, воптической системе световые каналывыполнены одинаковой длины и снабжены,по крайней мере, двумя идентичнымипарами синхронно подвижных и неподвижных плоских зеркал с попарно равнымиуглами отражения.На фиг.1 представлена принципиаль ная схема устройства; на иг.2 - схе 8132040 60 Формула изобретения ма формирования двух идентичных световых каналов.Устройство содержит источник 1 света, дна неподвижных плоских зеркала2 и 3 и два подвижных плоских зеркала4 и 5, которые могут синхронно перемещаться (показано пунктиром); исследуемый образец б размещается на холодопроводе н криостате 7 с входнымоптическим окном 8, для оптической компенсации которого предусмотрен компенсатор 9. Световой потокрегистрируется фотоприемником 10.Устройство работает следующим образом,Монохроматический световой потокот источника 1 света попеременново времени с помощью пары подвижныхплоских зеркал 4 и 5 делится на днасветовых канала, При измерении интенсивности отраженного от исследуемого образца б света монохроматический световой поток с помощью подвижного плоского зеркала 5 направляетсячерез входное оптическое окно 8криостата 7 на исследуемый образецб, отражается под углом, близким кнормальному, проходит еще раз оптическое окно 8 и направляется на подвижное плоское зеркало 4, отражаясьот которого попадает на фотоприемник10. При измерении интенсивности падающего на исследуемый образец бсвета монохроматический световойпоток попадает на неподвижное зеркало2, отражается от него, проходит компенсатор 9, отражается от неподвижного плоского зеркала 3 и далее рас-,пространяется н том же направлении,что и отраженный световой поток отисследуемого образца,Непосредственное определение величины абсолютного коэффициента зеркального отражения й (Л):р (Л) /(Л)из измеренных значений 1(л) и 1 О (л),где 1(л) - интенсивность света,отраженная исследуемым образцом,1 н (л) - интенсивность света, падающего на исследуемый образец, осуществляется н электронном блоке обработки сигналов (на оптической схеме непоказан).Углы отражения двух пучков светаот плоских зеркал 2-5 в световых каналах попарно равны между собой,т.е.угол отражения зеркал 3, 5 равен О(а зеркал 2 и 4 равен /5 .Этим достигается одинаковая степень поляризации световых потоков в каждом из световых каналов, исключается влияниезависимости коэффициента отражениязеркал от угла отражения на интенсивность обоих световых потоков. Призаданном угле отражения Т от исследуемого образца б угол отражениязеркал 3 и 5 определяется как СС =90 О - Т/2; угол отражения Д зеркал2 и 4 выбирается так, чтобы выполнилось неравенство К 5У/2, В общем 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 случае угол отражения ) может быть выбран различным, но постоянным для данной оптической схемы.Плоские зеркала 2-5 для уменьшения погрешности измерений алюминируются одновременно.Одинаковая длина двух световых пучков достигается при выполнении условия АО+ОЕФЕА=АВ+ВС+СГ+ГА. При заданных значениях длин АВ, ВС, СГ и ГА величина АО определяется из выражеАВ+ВС+СГ+ГА1+51 п 1/5 п 3(+5(пч/1 О 0+сОБЧф где Ч = 180 - (ОС +6).При измерениях спектрального распределения коэффициента зеркальногоотражения (СРКЗО) исследуемый образец, например монокристалл германия,устанавливается на холодопронод в оптический криостат и юстируется в немдо получения на фотоприемнике одногои того же оптического изображения отдвух однонаправленных световых потоков. Необходимое при автоматическихизмерениях периодическое синхронноеперемещение двух плоских зеркал 4и 5 (с частотой 1 = бб Гц) осущестнлялось с помощью двух электромеханических вибраторон, которые упранлялисьэлектронным блоком. При сканированиипо длинам волн, разделенные во времени электрические сигналы, пропорциональные отраженной и падающей на исследуемый образец интенсивностям(1 (Л) и 1 О(Л) соответстненно), полученные с фотоприемника, автоматически обрабатывались в электронномблоке с регистрацией абсолютной величины СРКЗО непосредственно в процентах.Для прецизионных измерений СРКЗОоба разделенных во времени световыхканала необходимо точно отъюстиронатьи скомпенсировать. В случае двухвспомогательных плоских зеркал в каждом из световых каналов это можно выполнить точнее и проще.Предлагаемое изобретение позволяетувеличить точность измерений абсолютного коэффициента отражения в несколько раз за счет уменьшения потерь светового потока в двух световых каналах, особенно в ультрафиолетовой области спектра,Равенство спектральных характеристик обоих световых каналов, их идентичность по ытенсивности и поляризации дает возможность производитьпряМую безэталонную прецизионную регистрацию СРКЗО с высокой точностьюи скоростью. УстройстНо для измерения абсолютных коэффициентов отражения, содержа813204 Подписное Тираж 9 И 2 щее источник света,.оптическую систему для формирования двух световыхканалов, разделенных во времени ивключающих синхронно подвижные зеркала и фотоприемник, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в оптическойсистеме световые каналы выполненыодинаковой длины и снабжены по крайней мере, двумя идентичными парами илиал ППП "Патент",.Ужгород,ул.Проектна синхронно подвижных и неподвижныхплоских зеркал с попарно равными углами отражения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент СЮА М 4040750,кл.б 01 Я 21/48, опублик.1977.2. Авторское свидетельство СССР9 401914, кл.б 01 М 21/48, 1974